В Российском ядерном центре в Сарове разработан уникальный фотонный суперкомпьютер

В Российском федеральном ядерном центре — Всероссийском научно-исследовательском институте экспериментальной физики (предприятие госкорпорации «Росатом» РФЯЦ-ВНИИЭФ в Сарове) разработали уникальный оптический суперкомпьютер, возможности которого значительно превосходят функционал традиционных ЭВМ, сообщили в РФЯЦ-ВНИИЭФ.

Суперкомпьютер представляет собой фотонную вычислительную машину (ФВМ), вычислительные процессы в которой базируются на взаимодействии импульсов лазерного излучения, а не на работе электронных компонентов, как это происходит в ЭВМ.

ФВМ состоит из двух частей: электрической и «световой». Набор инструкций, то есть машинный код, переводится в лазерные импульсы. При этом кванты света, фотоны, по волноводам попадают в фотонный процессор, где взаимодействуют лазерные импульсы, и над ними совершаются логические операции, как и в ЭВМ. Затем лазерные лучи покидают процессор и возвращаются в электронную часть компьютера, где оптическая информация опять преобразуется в электрическую и становится доступной пользователю.

По словам автора разработки — главного научного сотрудника Института теоретической и математической физики (ИТМФ) ВНИИЭФ Сергея Степаненко, ФВМ пригодятся для решения задач, с которыми не могут справиться «полупроводниковые» суперкомпьютеры.

«Если для супер-ЭВМ потребуется здание площадью с футбольное поле, то такая производительность может быть достигнута ФВМ, которая помещается в поллитровой кружке, и отводимое тепло составляет около сотни ватт — меньше, чем у кипятильника», — добавил он.

Несмотря на то, что над созданием ФВМ работают ученые в разных странах мира, подобные суперкомпьютеры пока не появлялись. Во ВНИИЭФ использовали новую схему реализации принципа работы ФВМ, которая позволила выполнять преобразования между световой и электрической частями компьютера как можно реже, потому что они требуют много времени и энергии.

Наивысшая производительность фотонного процессора, придуманного во ВНИИЭФЮ, может составить до 50 петафлопсов, а пиковая мощность такого процессора доходит лишь до 100 ватт: для сравнения, производительность современных электронных процессоров такой же мощности составляет порядка 5 терафлопсов.

ФВМ, в числе прочего, позволят эффективнее проводить изучение генетических особенностей людей, что важно для медицинских исследований.